Das pst-Schablonensystem

nach Dr. Elmar Frank, Besigheim 

Der 3D-Finder

T-Lineal

Vorwort

Die Computertomographie hat sich als Methode zur exakten räumlichen Analyse von Gewebebeschaffenheit und -dimension durchgesetzt. Sie wird heute zunehmend in der Diagnostik, präoperativen Planung und postoperativen Beurteilung in Chirurgie und Implantologie angewandt und hält ihren Einzug in die moderne zahnärztliche Praxis.

Wesentliche Aufgaben der implantologischen Planung sind die quantitative Bestimmung der Gewebedimensionen in allen drei Raumrichtungen am geplanten Eingriffsort sowie die Ortung wichtiger limitierender anatomischer Strukturen wie Nervlage, Sinusausdehnung und Knochenstrukturen relativ zum Operationsgebiet. Diese Aufgaben wurden bislang üblicherweise mittels zweidimensionaler Röntgenaufnahmen und Modelldiagnostik angegangen.

Die Computertomographie ermöglicht die maßhaltige dreidimensionale Erfassung der zu beurteilenden Gewebestrukturen. Aus den einmal durch die CT-Aufnahme (=“CT-Scan“) erfassten Daten lassen sich nachträglich am Bildschirm beliebige zwei- oder dreidimensionale Ansichten in allen gewünschten Raumebenen erzeugen, die eine exakte räumliche Orientierung ermöglichen. Die erzeugten Bilder sind maßhaltig und verzerrungsfrei, ein am Bild ermitteltes Längen-, Winkel-, Flächen-, oder Volumenmaß entspricht mit großer Genauigkeit den tatsächlichen Werten am Patienten. Metrisch genaue 3D-Analysen werden somit möglich. Da es sich bei diesem Verfahren einerseits um "echte" Schnitte und keine Summationsbilder handelt und andererseits die Zuordnung Gewebedichte zu Absorbtionswert reproduzierbar möglich ist (die Computertomographieanlage ist auf Standardwerte Luft=-1000 HE, Wasser=0 HE geeicht), können anhand der Bilder Rückschlüsse auf die Dichte der dargestellten Strukturen gezogen werden; es kann z.B. im Vorfeld einer Implantation abgeschätzt werden, ob der Knochen an der geplanten Implantationsstelle ausreichend fest ist.

Mit der Ermittlung aller erdenklichen Stellen und Messwerte in der Computertomographie ist die therapeutische Kette noch nicht abgeschlossen, es fehlte bislang an einer einfachen und nachvollziehbaren Methode, die ermittelten Werte am Modell bzw. Patienten wiederzufinden. Diese Lücke schließt nun das pst-Schablonensystem.

Das pst-Schablonensystem beschreibt eine praxisgerechte Methode zur nahtlosen Integration moderner bildgebender Verfahren in die zahnärztliche Implantologie. Anhand einer präoperativ individuell hergestellten Planungsschablone wird nach einer computertomographischen Auswertung eine optimierte OP-Bohrschablone hergestellt. Diese kann später auch bei der Implantatfreilegung als auch bei der Zahnersatz-Bissnahme eingesetzt werden.

Das System ermöglicht auf einfache Weise die genaue Übertragung von räumlichen Planungskoordinaten, die am Modell ermittelt und computertomographisch optimiert wurden, an die entsprechende Stelle im Mund des Patienten.

Um eine eindeutige räumliche Übertragbarkeit der Situation vom Kiefermodell zur CT-Aufnahme und zurück zu gewährleisten, muss sichergestellt werden, dass Referenzkörper und Referenzsystem reproduzierbar genau orientiert werden. Dies wird durch ein von der CT-Schablonenherstellung über die Durchführung der Computertomographie bis zur Bohrschablonenherstellung durchgängiges Protokoll erreicht.

Definition des Referenzsystems

Als Bezugsebene für alle weiteren Schritte wird die dorsale Modellfläche gewählt. Diese befindet sich im rechten Winkel zur Kauebene, zur Mediansagittalebene und zur Modellbasis. Durch den Bezug zu diesen Ebenen und zum Eintrittspunkt eines geplanten Implantats in das Modell sind alle weiteren Messungen und Manipulationen an der Schablone räumlich eindeutig definiert und damit reproduzierbar.

Herstellung der Planungsschablone

Zunächst wird ein Gipsmodell erstellt und so getrimmt, dass die Modellbasis parallel zur Kauebene liegt. Anschließend wird die dorsale Modellebene im rechten Winkel zur Modellbasis und zur Mediansagittalebene getrimmt. Dies ist besonders wichtig, da die dorsale Modellebene als Bezugsfläche für alle kommenden Winkelmaße dient.

Die Ermittlung der erstrebenswerten Implantationsorte erfolgt wie bisher unter Berücksichtigung prothetischer Belange. Die sich daraus ergebenden Implantationsorte werden am Modell eingezeichnet.

Auf diesem Modell wird eine Schiene aus Kunststoff hergestellt. Hierzu bietet sich das lichthärtende Löffelmaterial Triad® von Dentsply an, da dieses Material ausreichend hart und auf der späteren CT-Aufnahme gut erkennbar ist.

Auf der Schiene wird nun ggf. ein Wax-Up bzw. Probeaufstellung des angestrebten Zahnersatzes erstellt. Die Situation wird nun mit Vorwällen aus Silikon fixiert bzw. das gesamte Modell dubliert. Beim Dublieren ist darauf zu achten, dass auch die dorsale Modellebene und die Modellbasis 1:1 dubliert werden. Das Wax-Up bzw. die Probeaufstellung werden nun mit den vorher angefertigten Vorwällen in Kunststoff überführt.

An jeder geplanten Implantationsstelle wird in der Schablone eine ca. 3.5 mm große senkrechte Bohrung angebracht.

Das Modell wird nun waagerecht im Parallelometertisch fixiert (Kaufläche liegt waagerecht, dorsale Modellebene senkrecht).

Der 3D-Finder wird im Parallelometer-Bohrfutter befestigt und in Neutralstellung fixiert (alle Skalen auf Null).

Nun wird für jedes Bohrloch je ein kurzes Teilstück (an der geriffelten Oberfläche zu erkennen) eines Teleskopröhrchens auf das entsprechende Arbeitsende des 3D-Finders aufgesteckt  und in die Bohrung der Schablone bis auf Kontakt zum Gipsmodell abgesenkt.

Die Teilröhrchen werden mit Kunststoff (z.B. Pattern Resin®, Palavit-G®, dünnfließendem lichthärtenden Kunststoff o.ä.) in den Bohrungen der Schablone fixiert. Es ist darauf zu achten, dass nur die geriffelten Teilröhrchen in Kunststoff gefasst sind.

Werden mehrere Röhrchen benötigt, können diese mit dem  3D-Spider parallel zueinander und senkrecht auf die Kauebene in die Bohrungen abgesenkt und bis zu 8 Röhrchen in einem Arbeitsgang mit Kunststoff fixiert werden.

In die mit der Schablone verbundenen Teilröhrchen werden die dazugehörigen langen Teilröhrchen bis zum Anschlag eingesteckt.

Auf der Schablone sind nun die Basis, die geplante Kaufläche des Zahnersatzes und die daraus herausragenden Röhrchen zu erkennen.

Das Langlochlineal wird nun am Arbeitsende des 3D-Finders so befestigt, dass es in Richtung Modellhinterkante zeigt. Das T-Lineal wird in das Langlochlineal gesteckt und an die Modellhinterkante bündig angelegt. Damit ist sichergestellt, dass das Langlochlineal im rechten Winkel zur Modellhinterkante und damit parallel zur Mediansagittalebene steht.

Die Position der Drehskala wird nun abgelesen, das T-Lineal entfernt und das Langlochlineal um 180° auf der Drehskala nach vorne gedreht.

Ein Scanebenenindikator aus Kunststoff wird nun bündig am Langlochlineal befestigt und so positioniert, dass dessen Ende im inzisalen Bereich der Schablone ca. 1 mm über der Kauebene schwebt. Es ist darauf zu achten, dass dieser Indikator im rechten Winkel zur Modellhinterkante und damit parallel zur Kauebene (=Modellbasis) orientiert sein muss.

Der Scanebenenindikator wird nun in dieser Position mit Kunststoff an der Schablone befestigt. Er dient dem Radiologen zur richtigen Positionierung des Patienten während der CT-Aufnahme. Damit ist gewährleistet, dass die Messungen am Computertomogramm und die Manipulationen an der Schablone auf der gleichen Referenzebene basieren und damit übertragbar sind.

Abschließend wird über die Schiene ein Bisswall aus Silikon mit leichten Einbissen des Gegenkiefers angefertigt. Die Dicke ist so zu wählen, dass einerseits alle Röhrchen darin gefasst und andererseits der Biss um ca. 2-3mm gesperrt ist. Das erleichtert dem Patienten das Stillhalten während der CT-Aufnahme und hilft, Überstrahlungen von Zähnen bzw. Zahnersatz des Gegenkiefers zu vermeiden.

Damit ist die Planungsschablone einsatzbereit. Der Patient wird nun mit der eingesetzten Schablone beim Radiologen gescannt, die  und die CT-Bilddaten der Auswertung in der CT-Planungssoftware zugeführt.

Herstellung der Bohrschablone

Zur Herstellung der Bohrschablone liegen die Planungsschablone und die Korrekturanweisungen vor. Eine Möglichkeit besteht darin, die Planungsschablone zur Bohrschablone umzuwandeln, indem die einzelnen Röhrchen in ihrer räumlichen Lage erfasst, aus dem Kunststoff entfernt und anschließend in der korrigierten Position wiederbefestigt werden. Sinnvoller erscheint uns jedoch der Weg, eine zweite Schablone herzustellen. Dies hat einerseits den Vorteil, dass der Ausgangszustand erhalten bleibt und damit dokumentiert ist, andererseits das in Kunststoff überführte Wax-Up nicht zerstört wird, was bei der späteren Bissnahme von Vorteil sein kann.

Auf dem Erstmodell wird eine Schiene aus Kunststoff hergestellt. Hierzu bietet sich das lichthärtende Löffelmaterial Triad™ von Dentsply® an, da dieses Material ausreichend hart und vor dem chirurgischen Eingriff sterilisiert werden kann.

Das Modell wird nun waagerecht im Parallelometertisch fixiert (Kaufläche liegt waagerecht, dorsale Modellebene senkrecht).

Der 3D-Finder wird im Parallelometer-Bohrfutter befestigt und in Neutralstellung fixiert (alle Skalen auf Null).

Die Planungsschablone wird auf das Modell gesetzt, die langen Teilröhrchen werden aus der Schablone entfernt.

Das erste zu bearbeitende Röhrchen wird mit dem 3D-Finder angefahren, so dass sich das Arbeitsende störungsfrei in das im Kunststoff fixierte Teilröhrchen absenken und darin drehen lässt.

Bei vollständig in das Röhrchen abgesenktem Arbeitsende wird nun das Langlochlineal angesetzt und mit dem T-Lineal im rechten Winkel zur dorsalen Modellebene ausgerichtet. Die korrekte Nullposition ist dann eingestellt, wenn die Feststellschraube der Dreh­skala und die „180“ auf der Drehskala nach dorsal (bezogen auf das Kiefermodell) zeigen und der vordere Nonius auf „Null“ steht.

Das Parallelometer wird so fixiert, dass der 3D-Finder ausschließlich vertikal aus dem Röhrchen gezogen werden kann und keine andere Bewegung möglich ist (Modelltisch, Bohrfutter, Schwenkarm sind arrettiert).

Der 3D-Finder wird angehoben, so dass die Schablone vom Modell genommen werden kann, ohne die Position des Modells oder des Parallelometerarms zu verändern.

Die Bohrschablone wird statt der Planungsschablone auf das Modell gesetzt

Die Korrekturwerte für das aktuelle Röhrchen werden an den entsprechenden Skalen eingestellt und zwar die Drehung (engl. „Turn“) an der Drehskala (Achtung: + und – beachten), die Neigung (engl. „Tilt“) an der Neigeskala und die Parallelverschiebung an der Verschiebeskala. Alle Fixierschrauben werden festgezogen um ein unbeabsichtigtes Verstellen zu vermeiden.

Der  3D-Finder wird abgesenkt bis die Arbeitsspitze die Bohrschablone berührt. Der Berührungspunkt wird an der Bohrschablone markiert.

Die Bohrschablone wird entnommen und an der markierten Stelle durchbohrt, so dass ein Röhrchen in die Bohrung passt.

Die Bohrschablone wird wieder auf das Modell gesetzt, ein kurzes Teilröhrchen auf das Arbeitsende des 3D-Finders aufgesteckt und bis auf Gipskontakt abgesenkt. Das Röhrchen wird in dieser Position mit Kunststoff fixiert.

Analog ist mit allen in Frage kommenden Röhrchen zu verfahren, so dass am Ende eine Schablone mit der unveränderten Ausgangssituation und eine optimierte Bohrschablone vorliegen. So lässt sich jederzeit eindeutig nachvollziehen, welche Winkel- und Streckenmaßveränderungen vorgenommen wurden, was nicht zuletzt aus forensischer Sicht relevant sein könnte.

Die Bohrschablone kann nun nach Maßgabe des Operateurs individuell zurückgeschliffen bzw. skelettiert werden, um die bevorzugte Schnittführung zu ermöglichen.

Durchführung der Computertomographie

Die Computertomographie wird wie gewohnt beim Radiologen durchgeführt. Dieser ist darauf hinzuweisen, dass der Patient mit eingesetzter Schiene zu scannen ist und dass die zusammengesetzten Röhrchen vor dem Scan auf Vollständigkeit zu überprüfen sind. Ebenfalls ist unbedingt darauf zu achten, dass der CT-Scan in der vom Scanebenenindikator vorgegebenen Ebene durchzuführen ist.

Auswertung der Computertomographie

Am SimPlant™-Bildschirm wird die CT-Studie des betreffenden Patienten aufgerufen. Die Region mit dem ersten Röhrchen wird eingestellt.

In der Querschnittaufnahme (cross-sectional) sieht man das angeschnittene Röhrchen. Dieses stellt sich entweder als zwei parallele (falls das Röhrchen in der Schnittebene liegt) oder konvergierende (falls das Röhrchen gegenüber der Schnittebene geneigt ist) helle Streifen dar.

Es wird ein virtuelles Implantat so positioniert, dass dessen Mittelachse (wird bei entsprechender Einstellung in SimPlant™ angezeigt) möglichst in Verlängerung der Mittelachse des Röhrchens liegt. Stellt sich das Röhrchen aufgrund der Schnittrichtung als zwei konvergierende Streifen dar, zeigt die Winkelhalbierende der beiden Streifen die Mittelachse des Röhrchens in dieser Projektionsebene an.

Nach dem gleichen Prinzip wird nun in der Panoramaansicht verfahren. So kann räumlich überprüft werden, ob eine Implantation in Röhrchenrichtung möglich bzw. sinnvoll wäre.

Sollte eine Änderung der Implantatposition sinnvoll erscheinen, wird das Implantat so verschoben und rotiert, bis es den Vorstellungen des Planers entspricht.

Anschließend wird ein weiteres Implantat in der Größe 2,5/10 mm als „virtuelles Röhrchen“ deckungsgleich mit dem Röhrchen im Bild und in Kontakt mit der Gingiva positioniert. Es empfiehlt sich, den „virtuellen Röhrchen“ andere Farben zu geben als den „echten“ Implantaten und sie mit Nummern zu versehen, die um 10 oder 20 höher liegen, als das Implantat, dem sie zugeordnet sind. Dies erleichtert später die Zuordnung und Ermittlung der tatsächlich zu bestellenden Implantate.

Künftige Versionen von SimPlant™ werden eine Schnittstelle für Programm-Erweiterungen (sog. plug-ins) besitzen. Ein solchen plug-in wird sog. „virtuelle Röhrchen“ unterstützen, was die Planung noch wesentlich vereinfachen wird. Winkel- und Streckenmaßdifferenzen werden automatisch vom Programm berechnet, ermittelt und ausgegeben.

Somit kann mit den SimPlant™-Meßwerkzeugen „Maßband“ und „Winkelmesser“ die Verschiebung des Implantateintrittspunktes an der Gingivaoberfläche und die Winkeldifferenz zwischen der tatsächlichen und der korrigierten Röhrchenrichtung sowohl in bucco-lingualer (in der Querschnittsansicht) als auch in mesio-distaler (in der Panoramaansicht) Richtung ermittelt werden.

Ähnlich werden auf diese Weise alle vorgesehenen Implantate geplant und vermessen.

Die Korrekturangaben (z.B. Röhrchen Nr. 1: 1,0mm nach palatinal verschieben, um +7,4° in Richtung +71,9° nach buccal neigen) werden am besten zusammen mit einem kompletten Ausdruck der CT-Studie dem Labor zugeleitet, wo anschließend anhand dieser Unterlagen die Bohrschablone hergestellt wird.

Die Werte für die notwendigen Winkel können auch im Fenster „Implant List“ bequem abgelesen bzw. auf der Seite „Implant Properties – General and Abutment“ ausgedruckt werden. In diesen Fällen ergibt die Winkeldifferenz der „Tilt“-Werte die notwendige Winkelkorrektur. Die „Turn“-Werte für ein virtuelles Implantat und das dazugehörige virtuelle Röhrchen sollten identisch sein.

Der „Turn“-Wert ergibt die Richtung in die gegenüber der Mediansagittalebene gedreht wird

Der „Tilt“-Wert ergibt den Winkelbetrag, um den geneigt wird.

SimPlant™ gibt Achsrichtungen nicht in senkrecht aufeinanderliegenden Winkelkomponenten sondern in einem Winkelwert für die resultierende Neigungsrichtung („Turn“) und einem Winkelwert für den Betrag dieser Neigung („Tilt“). Der Neigungsbetrag wird in SimPlant™ nie negativ. Bei Neigungen jenseits der Senkrechten wird die Neigungsrichtung um -180° entgegengesetzt ausgegeben und der Neigungsbetrag bleibt positiv. Beispiel: -2,5° Neigung in Richtung +40° entspricht +2,5° Neigung in Richtung –140° (40°-180°). Dementstrechend wurden die Skalen des 3D-Finders gestaltet: Die Drehskala hat einen positiven und einen negativen Bereich wobei „0“ der Sagittalen entspricht

Es ist darauf zu achten, das in SimPlant-Versionen bis 7.x im Oberkiefer die positive „Turn“-Richtung gegen den Uhrzeigersinn läuft, im Unterkiefer dagegen im Uhrzeigersinn, wenn man von okklusal auf den Kiefer blickt. Das liegt daran, dass SimPlant™ die Axialschichten grundsätzlich von kaudal „sieht“, der Praktiker jedoch grundsätzlich von okklusal auf das Modell bzw. den Kiefer blickt.

Die Konsequenz ist, dass bei Planungen im Unterkiefer das Vorzeichen für den „Turn“-Wert umzukehren ist, bevor anhand der Werte Messungen oder Veränderungen an der Schablone vorgenommen werden! Wir haben beim Hersteller angeregt, bei künftigen SimPlant™-Versionen diese Umkehrung automatisch vom Programm vornehmen zu lassen.

Nun steht einer erfolgreichen, vorausschauend geplanten Implantation nichts mehr im Wege. Die Schablone kann nach der Einheilungsphase bei der Freilegung der Implantate wertvolle Dienste erweisen

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